大型偏心轮式压机的热装
2018-01-18何春
何春
【摘 要】从装配前的准备工作,到过程中的控制,详细分析压机热装的工艺与要点。
【关键词】压机;热装;拉杆;剖分螺母
中图分类号: TQ172.6 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2017)29-0084-002
【Abstract】From the preparation work before assembly to the control in the process,the process and key points of press hot-pressing are analyzed in detail.
【Key words】Press;Hot-loaded;Rod;Split nut
0 引言
SMS-MEER研发推出的现代化偏心轮式系列压机,其额定压力从6.3MN至160MN,压机在纵向和横向上巨大的刚性可以完成非常高精度的锻件,可用于热锻、半热锻变形及有飞边和无飞边锻压,自动化控制和模具快速更换装置使其具有完成各類锻造任务普遍性的特点。
设备中承载主要压力和冲击力的框架,制造工艺较为复杂,本文将重点介绍框架的热装工艺。
1 框架结构简述
框架主要由组上框架、侧框架、下框架等零件组成,通过拉杆和剖分螺母固定一起。如图1所示。
为实现整个框架的锁紧,通过对拉杆进行加热,达到延伸的目的,然后将顶部剖分螺母从室温预紧的状态下相对拉杆再次旋转210°(如图1),待拉杆冷却至常温,达到锁紧的效果。
2 热装前准备工作
2.1 加热气体的选择
工厂中常规可燃气体为用于火焰切割的丙烷和乙炔,其绝热燃烧温度过高,均在3000℃左右,为避免对拉杆的机械性能产生影响,此热装的加热气体杜绝使用以上两种可燃气体。而民用的液化石油气燃烧温度相对较低,可满足使用要求。工厂在征得安全部门许可后,可使用液化石油气进行燃烧。同时为确保相对安全,燃烧时需将液化气罐放置与室外,通过金属软管连接至室内燃烧装置上。
2.2 供气回路的设计
考虑液化石油气可以在空气燃烧,故火焰喷枪可以选择简易的两通道形式,一通道提供液化石油气用于燃烧,另一通道提供压缩空气用于调节火焰燃烧。
液化石油气供气管路中,为避免在燃烧过程中,火焰倒流引起事故,必须在管路中增加“回火防止器”避免;同时需根据采购的“回火防止器”的接口方式配备接头,以达到可连接至管路中的目的。
压缩空气管路中,气源选择工厂中的压缩空气管路(6bar)即可;为去除空气中的水分和油雾,需增加启动三联件确保安全;故最终的供气回路如图2所示。
①液化石油气 ②减压阀 ③回火防止器
④变径接头⑤气动三联件 ⑥火焰喷枪
2.3 拉杆加热工装设计
为避免火焰直接加热拉杆而对其机械性能产生影响,需在拉杆内腔中增加过渡装置,既可保证热量的传递,又可保证拉杆的机械性能不受影响,设计如图3所示的加热管达到效果。
在拉杆底部增加4-M10的螺孔,以便加热管可以固定在拉杆上;同时考虑加热气体在上升过程中遇到冷空气会产生水汽回流,避免对火焰产生影响,将法兰内部设计掏空,并增加引流孔和排泄孔,便于水汽的排除。
2.4 旋转刻度工装设计
在顶部剖分螺母旋转预紧过程中,需跟踪确认旋转角度是否已到要求(210°)。考虑以拉杆螺纹底径为外圆尺寸,按照1:1的比例,使用较厚白纸打印刻度盘粘贴于拉杆顶部作为旋转刻度工装。为方便燃烧火焰产生的烟雾上升后的排除,需在刻度工装中间剪去一个尺寸大于拉杆内腔直径的圆达到效果,如图4所示。
粘贴时注意“0°”刻度线与室温预紧状态下,剖分螺母哈夫面严格对齐,确保旋转过程中有正确的基准。
为确保4根拉杆均匀受力,所有拉杆的加热必须同时实施。故供气管路、加热工装和旋转工装均需准备4套。
3 加热过程的控制
3.1 拉杆跟转的防止
顶部剖分螺母旋转过程中,螺母与拉杆螺纹间的摩擦力,可能会导致拉杆的跟转。故在室温预紧剖分螺母的状态下,使用千斤顶支撑拉杆下端面,借助底部剖分螺母与下框架接触面的摩擦力可解决此隐患,示意如图5所示。
顶部螺母旋转时,注意观察哈夫面与拉杆上刻度工装的相对角度变化,若偶然出现拉杆跟转的情况,立即从底部增加千斤顶的支撑力。
采用此支撑方案,同时可确保加热过程中,拉杆始终向上方延伸,方便顶部剖分螺母的旋转预紧。
3.2 火焰控制
为保证液化石油气的充分燃烧,需控制空气的供给量达到此目的。液化气的主要成分是丙烷C3H8,其燃烧方程式如下:
C3H8+5O2=3CO2+4H2O
故液化石油气与氧气比列应当是1:5,空气中氧气占20%,所以液化石油气与空气比例是1:25,此条件下的燃烧效果最佳。通过调节火焰喷枪上压缩空气管的流量阀,目测火焰颜色为淡蓝色时,效果最好。
3.3 剖分螺母的旋转预紧顺序
为保证框架间的预紧效果达到最佳、拉杆均匀受力,剖分螺母旋转预紧时需按照对角线预紧法实施,斜对角的一对螺母顺序紧固。如图6所示,在4根拉杆同时加热的前提下,螺母的预紧顺序可以选择为①→③→②→④。
4 结束语
框架热装的合格,是后续滑动轨道面加工精度的基础,影响着整个锻压过程的精度和稳定。此类热装方案的成功实施,也为传统液压拉伸法无法适用的大型螺杆、螺母的预紧提供了可行的方案。endprint